滇重樓 Paris polyphylla Sm. var. yunnanensis (Fr.) H. M. 為百合科重樓屬 Paris L. 植物,主要分布于貴 州、云南和四川等地區(qū),是《中國(guó)藥典》2015 年版收 載的重樓藥材的基原植物之一,其干燥根莖入藥,具 有清熱解毒、消腫止痛、涼肝定驚的功效,是“云 南白藥”“宮血寧膠囊”等多種中成藥的主要原料, 市場(chǎng)需求量較大。市場(chǎng)上的重樓藥材多年以來(lái)主要依 賴于野生采挖,導(dǎo)致野生滇重樓藥材幾近枯竭,尋 求合適的栽培馴化滇重樓的方式迫在眉睫。
1 材料與試劑
2012 年 10 月,滇重樓 2 年生育苗的鮮種采自 云南省大理州農(nóng)業(yè)科學(xué)院種植基地;2013 年 10 月, 滇重樓 1 年生實(shí)生苗和育苗栽培種源的鮮種采自貴 州省種植基地,滇重樓育苗野生種源的鮮種采自貴 州省野生環(huán)境,常溫下河沙貯存 4 個(gè)月,并經(jīng)三峽 庫(kù)區(qū)道地藥材綠色種植與深加工重慶市工程實(shí)驗(yàn) 室(重慶三峽學(xué)院)周濃教授鑒定為百合科植物滇 重樓 Paris polyphylla Sm. var. yunnanensis (Fr.) H. M. 的成熟種子,種子采用單株保存、保證種質(zhì)資 源的穩(wěn)定性和均一性。
1.1 AM 真菌
通過(guò)美國(guó)國(guó)際叢枝菌根真菌種質(zhì)資源保藏中心 購(gòu)得相應(yīng)的 AM 真菌純凈菌劑,其菌劑由三峽庫(kù)區(qū)道 地藥材綠色種植與深加工重慶市工程實(shí)驗(yàn)室(重慶三 峽學(xué)院)進(jìn)行擴(kuò)增繁殖、儲(chǔ)存保管。接種菌劑為帶有 孢子、菌絲及侵染后根段的栽培基質(zhì),見(jiàn)表 1。
1.2 試藥
對(duì)照品重樓皂苷 I(批號(hào) 111590-201103)、重 樓皂苷 II(批號(hào) 111591-201103)、重樓皂苷 VI(批 號(hào) 111592-201103 )、 重 樓 皂 苷 VII (批號(hào) 111593-200402)購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院,質(zhì) 量分?jǐn)?shù)均大于 98%。乙腈(德國(guó)默克公司,色譜純), 水(娃哈哈純凈水)。
1.3 儀器
DZF-6050MBE 型電熱恒溫真空干燥箱(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司);CP225D 型分析天平(德國(guó) Sartorius 公司);TDZ5-WS 型多管架自動(dòng)平衡離心 機(jī)(湖南賽特湘儀離心機(jī)儀器有限公司); SB-5200DTN 型超聲波清洗機(jī)(寧波新芝生物科技 股份有限公司);LC-20A 型高效液相色譜儀、 UV2450 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津集團(tuán))。
2 方法
2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
種子前處理,去除外果皮,用蒸餾水洗凈,10% NaClO 溶液浸泡 15 min 后用蒸餾水洗凈,備用; 紫云英種子用 10% NaClO 溶液浸泡 15 min 后用蒸 餾水洗凈,備用。育苗栽培基質(zhì)為菜園土與河沙的 混合物(體積比 3∶1,過(guò) 2 mm 篩,121 ℃高壓 滅菌鍋內(nèi)滅菌 2 h)。2013 年 1 月、2014 年 1 月分 別將滇重樓 2 年生、1 年生實(shí)生苗育苗,采用室內(nèi) 常溫栽培法,設(shè)置 9 個(gè)處理組(AM 真菌組,S1~ S9)和 1 個(gè)對(duì)照組(CK 組,S10)共 10 組,每組 重復(fù) 10 次,每盆接種 180 個(gè)孢子的混合菌劑(均 分),與紫云英混合播種培養(yǎng),待滇重樓種子出土 后除去紫云英植株,每盆間苗 20 株。滇重樓栽培 種源及野生種源新鮮種子于 2014 年 01 月與 AM 真菌混合共生育苗,采用室內(nèi)常溫栽培方法,設(shè)置 9 個(gè)處理組(AM 真菌組,S1~S9)和 1 個(gè)對(duì)照組 (CK 組,S10)共 10 組,每組重復(fù) 10 次,每盆接 種 180 個(gè)孢子的混合菌劑(均分),與紫云英混合 播種培養(yǎng),待滇重樓種子出土后除去紫云英植株, 每盆間苗 20 株。滇重樓幼苗生長(zhǎng)期間定期澆 Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液。 于 2015 年 6 月,采集栽培種源滇重樓育苗(T1) 和 1 年生滇重樓實(shí)生苗(T5)待測(cè)滇重樓樣品,于 2015 年 7 月,采集 1 年生滇重樓實(shí)生苗(T6)待測(cè) 滇重樓樣品,于 2015 年 8 月,采集栽培種源滇重樓 育苗家種(T2)、野生種源滇重樓育苗野生(T4)、1 年生滇重樓實(shí)生苗(T7)和 2 年生滇重樓實(shí)生苗(T8)待測(cè)滇重樓樣品,于 2016 年 8 月,采集種子栽培種 源滇重樓育苗(T3)待測(cè)滇重樓樣品。收獲滇重樓的 根莖、根系,洗凈后置于 35 ℃烘箱烘干,用于品質(zhì) 分析;在冰水浴中洗凈根系,剪成 1.0~1.5 cm 長(zhǎng)的 根段,一部分置于福爾馬林-醋酸-70%乙醇(FAA) 固定液中固定后用于菌根侵染率的測(cè)定。
2.2 AM 真菌的侵染率
隨機(jī)選取浸泡于 FAA 固定液中滇重樓根系 30 條,采用 Philips 等的方法染色、制片、鏡檢,根 據(jù) Trouvelot 等的方法統(tǒng)計(jì)菌根侵染率。
2.3 滇重樓幼苗葉片光合色素含量及生理指標(biāo)的測(cè)定
根據(jù)張志良等的方法對(duì)滇重樓幼苗光合色 素含量測(cè)定;過(guò)氧化氫酶(CAT)活性采用紫外分 光光度法測(cè)定;過(guò)氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng) 木酚顯色法測(cè)定;超氧化物歧化酶(SOD)活性采 用氮藍(lán)四唑法測(cè)定;丙二醛(MDA)和可溶性糖含 量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定;可溶性蛋白含量采用 考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定。
2.4 滇重樓幼苗生物量的測(cè)定
采收滇重樓后,測(cè)定各處理組新鮮根莖質(zhì)量 后,分別置于 35 ℃烘箱中干燥至恒定質(zhì)量,測(cè)定 不同處理組干質(zhì)量,計(jì)算其折干率。
2.5 不同接種時(shí)期滇重樓幼苗根莖中重樓皂苷含量測(cè)定
采用《中國(guó)藥典》2015 年版重樓藥材項(xiàng)下測(cè)定 4 種重樓皂苷的含量。
2.6 數(shù)據(jù)分析
采用Microsoft Excel 2003軟件作圖,運(yùn)用SPSS 20.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
3 結(jié)果與分析
不同接種時(shí)期滇重樓幼苗根系均 在一定程度上受到了 AM 真菌的侵染,除 CK 組未 被侵染外,其他處理組的侵染率在 91.29%~ 100.00%,各實(shí)驗(yàn)組均無(wú)顯著性差異(P>0.05), 這與周濃等的研究結(jié)果一致。而在自然條件下, AM 真菌的侵染率為 36.41%~83.7%。綜上可知, 接種外源AM 真菌對(duì)滇重樓根系菌根侵染率具有一 定的促進(jìn)作用,說(shuō)明通過(guò)外源接種 AM 真菌以提高 滇重樓的品質(zhì)具有可行性。與 CK 組相比,不同接種時(shí)期滇重樓 3 種保護(hù)酶 CAT、POD 和 SOD 的活性有不同 程度的提高。其中,T1、T5 時(shí)期的 POD 與 SOD 活 性提高更為顯著。在不同的處理組中,S6、S8、S9 的 3 種酶活性提高更為明顯。3 種保護(hù)酶的活性表 現(xiàn)為 POD>SOD>CAT,可能是因?yàn)?POD 活性對(duì) 環(huán)境變化表現(xiàn)的更為敏感。表明接種 AM 真菌有利 于滇重樓葉片保護(hù)酶活性提高。
4 討論
研究結(jié)果表明,各處理組均能與 AM 真菌形成 一定的共生關(guān)系,但各處理組對(duì)滇重樓生長(zhǎng)發(fā)育情 況的影響程度存在差異。與 CK 組相比,菌根化滇重樓的侵染率良好,即 AM 真菌與滇重樓幼苗 根莖形成了菌根,說(shuō)明通過(guò)引入外源叢枝菌根真菌 可提高滇重樓幼苗的生活力。接種 AM 真菌有助 于光合色素含量的提高,進(jìn)而促進(jìn)滇重樓的生長(zhǎng)發(fā) 育。現(xiàn)有研究表明,AM 真菌能激活植物對(duì)多種生 物或非生物脅迫的防御機(jī)制,從而提高植物的抗逆 性,包括對(duì)病蟲(chóng)害、重金屬污染、鹽害、干旱等脅 迫的抗性。CAT、POD 和 SOD 作為植物體內(nèi)清 除自由基的關(guān)鍵保護(hù)酶,能起到清除活性氧、維持 氧代謝平衡的重要作用。與 CK 組相比,不同接 種時(shí)期滇重樓的 3 種保護(hù)酶活性均大于對(duì)照組,說(shuō) 明接種 AM 真菌增強(qiáng)了植株對(duì)不利環(huán)境的抗性。 植株體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)包括可溶性糖、可溶性蛋 白,其能幫助維系植物細(xì)胞內(nèi)的膨壓進(jìn)而利于增強(qiáng) 植株的抗逆性。與對(duì)照組相比,滇重樓葉片的可溶 性糖的含量均有明顯的增加,但可溶性蛋白變化不 明顯。細(xì)胞膜系統(tǒng)的損傷是植物水分脅迫的重要原 因,葉片中 MDA 含量的增多與膜相對(duì)透性呈顯著 正相關(guān)。各接種時(shí)期的 MDA 含量均低于對(duì)照 組,表明接種 AM 真菌的各處理組降低了受逆境 環(huán)境的脅迫程度。